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必看!5分钟学会设计最优离网方案

   日期:2018-10-11     来源:古瑞瓦特    作者:古瑞瓦特    浏览:1518    评论:0    
 光伏离网发电系统,不依赖电网而独立运行,应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统由光伏方阵、太阳能控制器,逆变器、蓄电池组、负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能,通过太阳能控制逆变一体机给负载供电,同时给蓄电池组充电;在无光照时,由蓄电池通过逆变器给交流负载供电。

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离网发电系统示意图

 

光伏离网发电系统是专门针对无电网地区或经常停电地区场所使用的,是刚性需求,离网系统不依赖于电网,靠的是“边储边用”或者“先储后用”的工作模式,干的是“雪中送炭”的事情。对于无电网地区或经常停电地区家庭来说,离网系统具有很强的实用性,目前光伏离网度电成本约1.0-1.5元,相比并网系统要高很多,但相比燃油发电机的度电成本1.5-2.0元,还是更经济环保。

 

 

PWM控制器和MPPT控制器

 

 

按充电方式来说,太阳能控制器有PWM和MPPT两种。采用PWM方式的控制器,组件和蓄电池之间只有一个开关,通过控制开关的占空比,来给蓄电池的充电,PWM方式技术成熟,电路简单可靠,价格便宜,但组件的利用率较低,目前的组件利用效率约为70%。组件的电压是蓄电池的电压1.2-2.0倍之间,如果是24V的蓄电池,组件输入电压在30-50V之间;MPPT太阳能控制器,指具备最大功率点跟踪功能的太阳能控制器,组件和蓄电池之间有一个BUCK降压电路,MPPT太阳能控制器能够实时检测太阳能板电压和电流,并不断追踪最大功率,使系统始终以最大功率对蓄电池进行充电,组件的利用率约为90%以上。组件的电压是蓄电池的电压1.2-3.5倍之间,如果是24V的蓄电池,组件输入电压在30-90V之间。

 

 

修正波与正弦波

 

 

逆变器的波形主要分两类,一类是正弦波逆变器,另一类是修正波逆变器。修正弦波逆变器,采用PWM脉宽调制方式生成修正波输出,由于存在20%左右的谐波失真,不能带空调等感性负载,但可以带电灯等阻性负载。修正弦波逆变器采用非隔离耦合电路,器件简单,效率高。纯正弦波逆变器采用隔离耦合电路设计,电路较复杂,成本较高,可以连接任何常见的电器设备(包括电视机、液晶显示器等,特别是冰箱等感性负载)而没有干扰。

 

 

分体式与一体式

 

 

离网系统由于多了一个蓄电池,因此必须要配置控制器,用于组件给蓄电池充电,控制器和逆变器分开,做成两个设备,就是分体式。把控制器和逆变器集成在一起,就是一体式,也称为控制逆变一体式。分体式系统,控制器和逆变器可以分别选型,但接线比较复杂,适应于组件和逆变器功率相差比较大的系统,以及系统功率很大的系统。控制逆变一体式系统结构简单,用户接线方便,适应于组件和逆变器功率相差比较小的系统。

 

光伏离网系统,应用场合差异非常大,但有一点是共同的,就是用户对电的需求依赖性很大,因此首先要提高系统的可靠性,再就根据客户的不同需求,提供不同的方案,在满足客户的需求的前提下,尽量增加发电量和减少系统成本。

 

 

1.1kW以下的小型离网系统

 

 

小型离网系统,主要用户是贫困无电地区,如偏远山区,非洲某些贫困国家,主要是解决照明的需求,用户对价格很敏感,因此建议采用PWM的控制器,修正波的逆变器,把控制器、逆变器和蓄电池做成一体。这种方式结构简单,效率高,用户接线方便,价格也很便宜,带动灯泡、小电视、小风扇也没有问题。

 

 

2.1kW-10kW的中小型离网系统

 

 

中小型离网系统,主要用户是比较富裕的缺电地区,如一些牧民、海岛居民,中型渔船,比较偏远的风景区,以及一些通信基站,监控基站等,由于负载用电时间和功率不一致,组件、逆变器和负载要根据用户的具体要求去配置。

 

(1)如果用户的负载功率比较大,但用电时间不是很长,如一个3kW的用户,每天用电量约10度,当地平均日照时间4小时,建议选择逆变控制一体机,纯正弦波输出,如古瑞瓦特离网逆变器SPF5000,组件配3.5kW,可以带冰箱,空调等负载。

 

(2)如果用户的负载功率比较小,但用电时间很长,如一个2kW的用户,每天用电量20度以上,当地平均日照时间4小时,建议选择控制器和逆变器分体式,组件配6kW,控制器配两台48V80A,逆变器配3kVA。

 

 

3.10-200kW中大型系统

 

 

在经常停电,或者峰谷价差很大,光伏不能上网的工商业项目,功率在10kW以上,200KW以下的系统,建议选择光伏并离网储能系统,设备选择古瑞瓦特HPS系列一体机,结构简单方便。

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在无电网地区,柴油发电机组与光伏系统构成混合供电系统,与柴油机组单独作相比,维护成本低,无噪声,发电成本也低。和纯离网光伏对比,可节省大量昂贵的蓄电池,综合发电成本也就低下来了。

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4.250kW以上的系统用微网储能系统

 

 

在一些没有电网人口较多的偏远山区,海岛等地方,功率在250kW以上,或者中大型工商业项目,功率在250kW以上,建议选择光伏微网储能系统,设备选择古瑞瓦特并网逆变器和PCS双向变流器,交流配电柜,系统灵活,效率高,方便扩容。

 

微网系统由太阳能电池方阵、并网逆变器、PCS双向变流器,智能切换开关,蓄电池组、发电机,负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能,通过逆变器给负载供电,同时通过PCS双向变流器给蓄电池组充电;在无光照时,由蓄电池通过PCS双向变流器给负载供电。

 

微电网可充分有效地发挥分布式清洁能源潜力,减少容量小、发电功率不稳定、独立供电可靠性低等不利因素,确保电网安全运行,是大电网的有益补充。微电网可以促进传统产业的升级换代,从经济环保的角度可以发挥巨大作用。专家表示,微电网应用灵活,规模可以从数千瓦直至几十兆瓦,大到厂矿企业、医院学校,小到一座建筑都可以发展微电网。

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光伏微网储能系统示意图

 

 

微网系统和纯离网系统相比的主要优势

❶ 应用范围更宽,离网系统只能脱离大电网而使用,而微网系统则包括离网系统和并网系统所有的应用,有多种工作模式。

 ❷ 系统配置灵活,并网逆变器可以根据客户的实际情况选择单台或者多台自由组合,可以选择组串式逆变器或者集中式逆变器,甚至可以选择不同厂家的逆变器。并网逆变器和PCS变流器功率可以相等,也可以不一样。

 ❸  系统效率高,微网系统光伏发电经过并网逆变器,可以就近直接给负荷使用,实际效率高达96%,双向变流器主要起稳压作用。

 ❹  带载能力强,微网系统并网逆变器和双向变流器可以同时给负载供电,当光照条件好时,带载能大可以增加很多。

 

 

 
标签: 离网方案

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